借助Synopsys智能啟動(dòng)庫(kù)設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)

您是否正在設(shè)計(jì)一個(gè)不僅僅是光源和探測(cè)器的光學(xué)系統(tǒng)？如果您的回答是肯定的，那么您很可能可以使用 Synopsys SmartStart 庫(kù)中的數(shù)據(jù)。

您問什么是智能啟動(dòng)庫(kù)？好問題！SmartStart 庫(kù)是商用眼鏡、塑料和表面處理的廣泛光學(xué)數(shù)據(jù)集合，可授權(quán)用于 LucidShape、LucidShape CAA V5 Based 或 LightTools。庫(kù)中的數(shù)據(jù)集提供了光在玻璃或塑料光學(xué)元件體積中的行為或光如何與表面處理相互作用的完整圖片。

對(duì)于許多光學(xué)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，一個(gè)典型的項(xiàng)目可能包括以下步驟：

確定要在系統(tǒng)中使用的材料和表面處理

從光學(xué)材料、光學(xué)鍍膜或紋理供應(yīng)商處獲取樣本或數(shù)據(jù)

測(cè)量樣品或?qū)?shù)據(jù)集成到光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中

這是一個(gè)耗時(shí)且乏味的過程?；蛘?，您可以簡(jiǎn)單地從我們的智能啟動(dòng)庫(kù)中選擇材料數(shù)據(jù)。閱讀以下示例，了解如何節(jié)省時(shí)間和精力。

琥珀不僅適用于恐龍電影

顏色是許多光學(xué)系統(tǒng)的重要考慮因素。對(duì)于通常為琥珀色或黃色的機(jī)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)向信號(hào)燈/方向指示燈，透射到遠(yuǎn)場(chǎng)光分布中的光的顏色受到嚴(yán)格管制。此外，燈的亮起和不亮的外觀通常會(huì)影響整個(gè)車輛的感知效果。您可以從您最喜歡的供應(yīng)商那里獲得彩色塑料樣品，但是不同厚度的塑料（或您的燈）會(huì)是什么樣子？您會(huì)通過歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì) （ECE） 和美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn) （FMVSS） 的顏色測(cè)試嗎？智能啟動(dòng)庫(kù)可以提供幫助。

在 SmartStart 圖書館不斷增長(zhǎng)的彩色塑料庫(kù)中，我們有十幾種來(lái)自科思創(chuàng)、羅姆和 SABIC 的黃色和琥珀色。下圖顯示了 3000K 黑體散熱器（想想白熾燈泡）的光在庫(kù)中通過不同厚度的兩種不同琥珀色塑料后的色度，并繪制了 ECE 法規(guī) 48 琥珀色框。

ECE 法規(guī) 48 琥珀色盒，具有通過兩個(gè)不同厚度的琥珀色塑料透射的光的色度

如您所見，塑料、源光譜和材料厚度的組合對(duì)于確保您的轉(zhuǎn)向信號(hào)燈合法至關(guān)重要。對(duì)于標(biāo)有“琥珀色 A”的塑料，如果您使用的是薄量的塑料（小于約 1.75 毫米），則可能會(huì)超出彩盒的綠色邊界。對(duì)于“琥珀色B”，如果光線穿過超過4毫米的塑料，它將太紅。SmartStart 庫(kù)允許您嘗試材料和來(lái)源的各種組合，并確定哪些在您的設(shè)計(jì)中可行。

“化解”局勢(shì)

您是否需要隱藏光源，或者只是想要在設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)乳白色光滑的照明外觀？漫反射塑料是可用于實(shí)現(xiàn)其中任何一個(gè)的工具。對(duì)于漫反射塑料，將散射劑添加到塑料中，并且通過材料的任何光都被“均質(zhì)化”。許多塑料供應(yīng)商提供具有不同濃度散射劑的漫反射塑料，因此您可以根據(jù)需要的散射量進(jìn)行選擇。

選擇和建模漫反射塑料很困難。這是智能啟動(dòng)庫(kù)的主要優(yōu)勢(shì)之一。我們擁有測(cè)量漫反射塑料的專有流程，可以生成非常精確的模型，可以應(yīng)用于任何形狀的任何設(shè)計(jì)。在撰寫本文時(shí)，該庫(kù)包含來(lái)自科思創(chuàng)、MOCOM、羅姆和沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司等供應(yīng)商的近 100 種漫反射塑料，采用白色、灰色、黑色和紅色塑料。從下面的渲染圖中可以看出，LightTools、LucidShape 和 LucidShape CAA 都可以利用這些數(shù)據(jù)集來(lái)模擬任何厚度和任何形狀的塑料外觀。

粗糙、堅(jiān)韌且難以虛張聲勢(shì)

不能使用漫反射塑料，但仍需要平滑光分布？也許為您的設(shè)計(jì)添加表面粗糙度適合您！在 SmartStart 庫(kù)中，我們稱之為模具紋理，因?yàn)槟谙蛴糜谥圃熳⑺艹尚土慵哪＞咛砑哟植诙龋ɑ蚣y理）。在非光學(xué)塑料零件中，添加模具紋理對(duì)于外觀來(lái)說(shuō)是很常見的——如果您的儀表板沒有在塑料中模制皮革紋理，它會(huì)一樣好嗎？

使用光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，仍然可以使用模具紋理，但要小心。例如，您可以在金屬化之前將模具紋理應(yīng)用于反射器。在這種情況下，您可以直接測(cè)量金屬化后紋理的雙向反射率分布函數(shù)（BRDF），并將其用于模型中。SmartStart 庫(kù)包含來(lái)自 Mold-Tech 和 Tenibac 等供應(yīng)商的近 100 種反光模具紋理，這些紋理由黑色塑料模制而成，然后由 Vergason Technology Inc. 用室內(nèi)面漆鍍鋁。

想要對(duì)折射表面進(jìn)行紋理化？這可能很棘手。您需要確保全雙向散射分布函數(shù)（BSDF）是正確的，與光的傳播方式無(wú)關(guān)。您還應(yīng)該確保折射對(duì)于您使用的塑料類型是正確的。同樣，SmartStart 庫(kù)為您提供了來(lái)自 Mold-Tech、Tenibac 和 VDI 75 的 3400 個(gè)折射模具紋理數(shù)據(jù)集。

不要偏離道路

前面的示例描述了如何向光學(xué)設(shè)計(jì)添加額外的散射?，F(xiàn)在讓我們考慮如何減少系統(tǒng)中散射光或雜散光的數(shù)量。

我喜歡看“理想”的光學(xué)設(shè)計(jì)，其中一切都很漂亮，效果很好?？?D鏡頭圖就像看烏托邦的一小片。光線從左到右準(zhǔn)確地到達(dá)您想要的地方。當(dāng)您修改設(shè)計(jì)以允許構(gòu)建它時(shí)，事情會(huì)變得復(fù)雜。鏡片被鍍膜，擋板被設(shè)計(jì)出來(lái)——雜散光分析師會(huì)發(fā)現(xiàn)問題。

雜散光或散射光的一種緩解技術(shù)是吸收它。如果你的系統(tǒng)機(jī)制是閃亮的——即使你用擋板擋住了雜散光——那么光線最終很可能最終會(huì)落到你不想要的地方。進(jìn)入陽(yáng)極氧化機(jī)和超黑涂層供應(yīng)商，如Acktar和Surrey NanoSystems。如果您需要光線消失，智能啟動(dòng)庫(kù)可以提供幫助。該庫(kù)包含當(dāng)今市場(chǎng)上可以找到的十幾種最深的涂層，以及更常見的黑色陽(yáng)極氧化鋁涂層。將其中任何一種應(yīng)用于鏡筒或望遠(yuǎn)鏡擋板，并確信您的光學(xué)仿真將為您提供系統(tǒng)中雜散光控制情況的準(zhǔn)確圖像。

審核編輯：郭婷